Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Arduino » Домашняя метеостанция на GY-BMP280-3.3 и Ds18b20

    Домашняя метеостанция на GY-BMP280-3.3 и Ds18b20


    Я хочу собрать своими руками прибор, который будет измерять атмосферное давление и температуру. Датчик температуры должен быть выносным и герметичным, так как должен измерять температуру на некотором расстоянии от прибора. Хотелось бы иметь такой переносной прибор с рабочим диапазоном от -30°С до 50°С. Но для это надо, чтобы все компоненты были способны работать в этом диапазоне температур. Компоненты, способные работать в расширенном температурном диапазоне, стоят дороже, да и купить их сложнее.
    Исполнить мою мечту в реальность мне поможет плата GY-BMP280-3.3, о которой я рассказал в статье «Плата GY-BMP280-3.3 для измерения барометрического давления и температуры».

    Из практики известно, что при сборке и настройке электронного изделия пред его изготовлением нужно проверить исправность всех материалов и компонентов каждого отдельно. Иначе можно потом запутаться, и в итоге электронное изделие не будет работать, а найти причину неисправности будет очень сложно.

    Приступим.

    Первый этап. Устанавливаем на компьютер бесплатную программную оболочку Arduino IDE для написания программ (скетчей), их компиляции и последующей записи в микроконтроллер Mega328P, установленный на плату Arduino Uno. Рекомендую вам скачать оболочку Arduino IDE версию ARDUINO 1.6.5. Почему? Изначально проект ARDUINO был один, теперь разработчики разошлись и продолжают развивать систему ARDUINO, но каждый по-своему, с небольшими нюансами. Я использовал версию ARDUINO 1.6.5. Она должна быть установлена и проверена на совместную работу с платой Arduino Uno на простейших примерах.

    Второй этап. Проверяем плату GY-BMP280-3.3 для измерения барометрического давления и температуры. Берем 4 проводка, соединяем ими GY-BMP280-3.3 и Arduino Uno, как изображено на фотографии и схеме. Кривые тонкие разноцветные линии – это проводники.



    Приступим к проверке платы GY-BMP280-3.3. Для этого нужно установить библиотеку в Arduino IDE, написанную программистами, работающими на сайте iarduino.ru. Как правило, после установки библиотеки в Arduino IDE, появляются примеры (образцы) кода. Незначительно изменив образец кода, мы сможем компилировать его в данные, понятные микроконтроллеру, а потом отправить их в память микроконтроллера. Найти пример (образец) вы сможете, обратив внимание на две фотографии экрана, расположенные ниже.


    После записи данных в микроконтроллер платы Arduino Uno он сразу начинает выполнять программу (код) и отсылать данные по USB кабелю на компьютер, к которому подключена плата Arduino Uno. А результат измерений платы GY-BMP280-3.3 мы сможем увидеть в окне Arduino IDE, называемом «монитором последовательного порта».


    Результат измерений платы GY-BMP280-3.3 мы сможем увидеть в стандартной программе Windows Hyper Terminal, предварительно закрыв оболочку Arduino Uno и настроив сеанс в программе Hyper Terminal. То есть мы можем получать результаты работы платы GY-BMP280-3.3, подключив Arduino Uno к любому компьютеру USB кабелем, на котором установлен драйвер для платы Arduino Uno. Библиотек для работы с GY-BMP280-3.3 несколько. У меня все заработало с библиотекой с сайта. Файл, который вы скачаете с этого сайта, будет иметь такой вид: bd7e4a37c1f4dba2ebde9b9cd49f45ce.zip. Его нужно переименовать в вид: iarduino_Pressure_BMP.zip. Теперь нам надо установить библиотеку iarduino_Pressure_BMP в оболочку Arduino IDE.


    Запускаем Arduino IDE, заходим в меню Эскиз/Include Librari/Add.ZIP Library… далее выбираем файл iarduino_Pressure_BMP.zip и нажимаем кнопку Open. Так же надо установить библиотеки: iarduino.ru/file/198.html, iarduino.ru/file/49.html . После установки библиотек перегружаем оболочку Arduino IDE, то есть закрываем её и запускаем заново. Затем выбираем в меню Файл/Образцы/iarduino Pressure BMP (датчики давления)/example.

    Видим в окне код.

    Код надо будет немного изменить.

    В пятой строке удалить два слеша «//» и в одиннадцатой строке добавить (0x76) или (0x77). (0x76) - это адрес платы барометра. У моей платы GY-BMP280-3.3, подключенной к шине I2C, адрес оказался равным (0x76). Как узнать номер устройства, подключенного к шине I2C? Ответ на этот вопрос вы получите, прочитав статью полностью.

    Итак, мы исправили код в окне, теперь запускаем проверку и компиляцию кода в меню Эскиз/ Проверить/Скомпилировать. Если проверка и компиляция кода пройдет успешно, то в меню Эскиз/Вгрузить запускаем запись программы в Arduino Uno.

    Если загрузка пройдет удачно, то, открыв монитор последовательного порта в меню: Инструменты/ Монитор последовательного порта, мы увидим данные, отправляемые платой GY-BMP280-3.3.

    На следующем снимке экрана результат работы платы GY-BMP280-3.3 на компьютере, на котором не установлена оболочка Arduino IDE. Данные получает программа PuTTY.

    В это же время был сфотографирован лабораторный барометр-анероид, который находился рядом с платой GY-BMP280-3.3. Сравнив показания приборов, вы сами можете сделать выводы о точности работы платы GY-BMP280-3.3. Барометр-анероид аттестован государственной лабораторией.


    Третий этап. Проверка LCD дисплея с интерфейсным модулем I2C. Находим LDC дисплей с интерфейсным модулем, который подключается по шине I2C к Arduino UNO.
    Домашняя метеостанция на GY-BMP280-3.3 и Ds18b20

    Проверяем его работу на примерах из оболочки Arduino IDE. Но перед этим определяем адрес интерфейсного модуля. У моего интерфейсного модуля адрес - 0x3F. Этот адрес я вставил в строчку скетча: LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,16,2);
    Я определил этот адрес с помощью скетча «сканера адреса устройств I2C», описанного в статье.
    Я запустил оболочку Arduino IDE, из статьи скопировал программный код и вставил его окно Arduino IDE.

    Запустил компиляцию, потом записал код в плату Arduino UNO, к которой были подключены плата GY-BMP280-3.3 и LDC дисплей с интерфейсным модулем I2C. Затем в мониторе последовательного порта получил следующий результат. У моего интерфейсного модуля адрес - 0x3F.

    Четвертый этап. Проверка датчика температуры DS18b20. Подключаем его по следующей схеме.

    Библиотека OneWire Arduino Library для работы с датчиком температуры DS18b20 у нас уже установлена.

    Открываем образец DS18x20_Temperature, компилируем, загружаем, смотрим результат измерения в мониторе последовательного порта. Если все работает, приступаем к следующему этапу.

    Пятый этап. Сборка домашней метеостанции на GY-BMP280-3.3 и Ds18b20.
    Собираем устройство по схеме:

    Код для устройства я получил, объединив все примеры в одно и настроив вывод на экран дисплея LDC. Вот что у меня получилось:

    //  Раскомментируйте для программной реализации шины I2C:   //
    //  #define pin_SW_SDA 3  //Назначение любого вывода Arduino для работы в качестве линии SDA программной шины I2C.
    //  #define pin_SW_SCL 9  // Назначение любого вывода Arduino для работы в качестве линии SCL программной шины I2C.
    //  Раскомментируйте для совместимости с большинством плат: //
    #include 
    #include     // Библиотека iarduino будет использовать методы и функции библиотеки Wire.
    #include  //  Библиотека для работы LDC типа 1602 по шине I2C
    //  Ссылки для ознакомления:                                //
    //  Подробная информация о подключении модуля к шине I2C:   // http://wiki.iarduino.ru/page/i2c_connection/
    //  Подробная информация о функциях и методах библиотеки:  // http://wiki.iarduino.ru/page/trema-modul-pressure-meter
                                                                //
    #include   // Подключаем библиотеку iarduino_Pressure_BMP для работы с BMP180 или BMP280.
    iarduino_Pressure_BMP sensor(0x76); // Объявляем объект sensor для работы с датчиком давления, используя функции и методы библиотеки iarduino_Pressure_BMP.
    LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,16,2);
    OneWire  ds(10);
    void setup(){  
        lcd.init();
        lcd.backlight(); 
        Serial.begin(9600);    // Инициируем передачу данных в монитор последовательного порта на скорости 9600 бод.
        delay(1000);             // Ждём завершения переходных процессов при подаче питания
        sensor.begin(73);   // Инициируем работу с датчиком. Текущая высота будет принята за 73 м.- высота города Бузулука над уровнем моря 
    }             //
    void loop (){
    //  Считываем данные и выводим: температуру в °С, давление в мм. рт. ст., изменение высоты относительно указанной в функции begin(по умолчанию 0 метров).
    lcd.setCursor(0,0); // определяем точку вывода "P = " на LDC
    lcd.print("P = ");
    lcd.print(sensor.pressure/1000,3); // делим значение Р выданное BMP280 на 1000 и задаём вывод 3 знаков после запятой
    lcd.setCursor(12,0); // определяем точку вывода "kPa" на LDC
    lcd.print("kPa");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("T=");
    lcd.print(sensor.temperature,1); // задаём вывод 1 знака после запятой
    lcd.setCursor(6,1);
    // lcd.print("C");
    // lcd.setCursor(9,1);
    // lcd.print("H= ");
    // lcd.print(sensor.altitude,1);
        if(sensor.read(1))       {Serial.println((String)"CEHCOP BMP" + sensor.type + ": \t P = " + sensor.pressure + "\tMM.PT.CT, \t T = " + sensor.temperature + " *C, \t\t B = "+sensor.altitude+" M.");}
        else                     {Serial.println("HET OTBETA OT CEHCOPA");}
    //  Считываем данные и выводим: температуру в °С и давление в Па, давление в мм. рт. ст., изменение высоты относительно указанной в функции begin(по умолчанию 0 метров).
        if(sensor.read(2))       {Serial.println((String)"CEHCOP BMP" + sensor.type + ": \t P = " + sensor.pressure + "\tPa, \t\t T = "     + sensor.temperature + " *C, \t\t B = "+sensor.altitude+" M.");}
        else                     {Serial.println("HET OTBETA OT CEHCOPA");}
        byte i;
      byte present = 0;
      byte type_s;
      byte data[12];
      byte addr[8];
      float celsius, fahrenheit;
      if ( !ds.search(addr)) {
        Serial.println("No more addresses.");
        Serial.println();
        ds.reset_search();
        delay(250);
        return;
      }
      Serial.print("ROM =");
      for( i = 0; i < 8; i++) {
        Serial.write(' ');
        Serial.print(addr[i], HEX);
      }
      if (OneWire::crc8(addr, 7) != addr[7]) {
          Serial.println("CRC is not valid!");
          return;
      }
      Serial.println();
      // the first ROM byte indicates which chip
      switch (addr[0]) {
        case 0x10:
          Serial.println("  Chip = DS18S20");  // or old DS1820
          type_s = 1;
          break;
        case 0x28:
          Serial.println("  Chip = DS18B20");
          type_s = 0;
          break;
        case 0x22:
          Serial.println("  Chip = DS1822");
          type_s = 0;
          break;
        default:
          Serial.println("Device is not a DS18x20 family device.");
          return;
      } 
      ds.reset();
      ds.select(addr);
      ds.write(0x44, 1);        // start conversion, with parasite power on at the end
      
      delay(1000);     // maybe 750ms is enough, maybe not
      // we might do a ds.depower() here, but the reset will take care of it. 
      present = ds.reset();
      ds.select(addr);    
      ds.write(0xBE);         // Read Scratchpad
      Serial.print("  Data = ");
      Serial.print(present, HEX);
      Serial.print(" ");
      for ( i = 0; i < 9; i++) {           // we need 9 bytes
        data[i] = ds.read();
        Serial.print(data[i], HEX);
        Serial.print(" ");
      }
      Serial.print(" CRC=");
      Serial.print(OneWire::crc8(data, 8), HEX);
      Serial.println();
      // Convert the data to actual temperature
      // because the result is a 16 bit signed integer, it should
      // be stored to an "int16_t" type, which is always 16 bits
      // even when compiled on a 32 bit processor.
      int16_t raw = (data[1] << 8) | data[0];
      if (type_s) {
        raw = raw << 3; // 9 bit resolution default
        if (data[7] == 0x10) {
          // "count remain" gives full 12 bit resolution
          raw = (raw & 0xFFF0) + 12 - data[6];
        }
      } else {
        byte cfg = (data[4] & 0x60);
        // at lower res, the low bits are undefined, so let's zero them
        if (cfg == 0x00) raw = raw & ~7;  // 9 bit resolution, 93.75 ms
        else if (cfg == 0x20) raw = raw & ~3; // 10 bit res, 187.5 ms
        else if (cfg == 0x40) raw = raw & ~1; // 11 bit res, 375 ms
        //// default is 12 bit resolution, 750 ms conversion time
      }
      celsius = (float)raw / 16.0;
      fahrenheit = celsius * 1.8 + 32.0;
      Serial.print("  Temperature = ");
      Serial.print(celsius);
      Serial.print(" Celsius, ");
      Serial.print(fahrenheit);
      Serial.println(" Fahrenheit");
    lcd.setCursor(8,1); // определяем точку вывода "Tds=" на LDC
    lcd.print("Tds="); 
    lcd.print(celsius,1);
        delay(3000);
    }


    Вот что у меня получилось:


    Плата GY-BMP280-3.3 выдаёт давление в паскалях, что не очень удобно. Решить задачу, как заставить плату GY-BMP280-3.3 выдавать данные по давлению в килопаскалях, я не смог. Я решил эту задачу в строке вывода на дисплей LDC.

    lcd.print(sensor.pressure/1000,3); // делим значение Р выданное BMP280 на 1000 и задаём вывод 3 знаков после запятой
    Плата GY-BMP280-3.3 выдаёт также значения высоты над уровнем моря.

    sensor.begin(73); // Инициируем работу с датчиком. Текущая высота будет принята за 73 м.- высота города Бузулука над уровнем моря
    Если вы будете отдыхать на море и измените «sensor.begin(73);» на «sensor.begin(0);» в коде, а затем откомпилируете и запищите программу в домашнюю метеостанцию на GY-BMP280-3.3 и Ds18b20, и сделаете вывод высоты на LDC дисплей, то вы получите еще и высотомер.
    // lcd.setCursor(9,1);
    // lcd.print("H= ");
    // lcd.print(sensor.altitude,1); // Выводим значения высоты в метрах с одним знаком после запятой
    Питание на схему подаётся в моём варианте по кабелю USB. Вы можете применить низковольтный повышающий импульсный преобразователь 5В/600 мА и ваша метеостанция станет портативной. Такого типа источник питания хорошо описан в статье.

    Удачных компиляций!
    Продам эту самоделку или изготовлю на заказ. Напишите мне или оставьте комментарий для обсуждения деталей.
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Led Matrix на WS2812

    Устройство считывания отпечатков пальца

    6.7
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    8.7
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    6.9
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 7.43 из 10 (голосов: 7 / История оценок)

    Добавить комментарий

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы уже рассказали на сайте о своей самоделке?

    Последние комментарии

    Все комментарии